Mi az alumíniumötvözet?
Az alumíniumötvözet olyan kémiai összetétel, amelyben más elemeket adnak a tiszta alumíniumhoz tulajdonságainak javítása, elsősorban szilárdságának növelése érdekében. Ezen egyéb elemek közé tartozik a vas, a szilícium, a réz, a magnézium, a mangán és a cink olyan mennyiségben, amely együttesen akár az ötvözet tömegének 15 százalékát is kitevő. Az ötvözetekhez négyjegyű számot rendelnek, amelyben az első számjegy egy általános osztályt vagy sorozatot jelöl, amelyet fő ötvözőelemei jellemeznek.
Tiszta alumínium
1xxx sorozat
Az 1xxx sorozatú ötvözetek legalább 99 százalékos tisztaságú alumíniumból készülnek. Ez a sorozat kiváló korrózióállósággal, kiváló megmunkálhatósággal, valamint magas hő- és elektromos vezetőképességgel rendelkezik. Ez az oka annak, hogy az 1xxx sorozatot általában átviteli vagy elektromos hálózatra használják. Ebben a sorozatban az 1350-es ötvözetjelölés az elektromos alkalmazásokhoz, és az 1100-as az élelmiszer-csomagolótálcákhoz.
Hőkezelhető ötvözetek
Egyes ötvözeteket oldatos hőkezeléssel, majd hűtéssel vagy gyorshűtéssel erősítenek meg. A hőkezelés felveszi a szilárd, ötvözött fémet, és egy meghatározott pontig melegíti. Az oldott anyagnak nevezett ötvözetelemek homogén eloszlásúak, és az alumínium szilárd oldatba helyezi őket. Ezt követően a fémet lehűtik vagy gyorsan lehűtik, ami az oldott anyag atomjait a helyükön lefagyasztja. Az oldott anyag atomjai ennek következtében finom eloszlású csapadékká egyesülnek. Ez szobahőmérsékleten történik, amelyet természetes öregítésnek neveznek, vagy alacsony hőmérsékletű kemenceműködésben, amelyet mesterséges öregítésnek neveznek.
2xxx sorozat
A 2xxx sorozatban a rezet használják fő ötvözőelemként, és oldatos hőkezeléssel jelentősen megerősíthető. Ezek az ötvözetek a nagy szilárdság és a szívósság jó kombinációjával rendelkeznek, de nem rendelkeznek olyan szintű légköri korrózióállósággal, mint sok más alumíniumötvözet. Ezért ezeket az ötvözeteket általában festik vagy bevonják az ilyen expozíciókhoz. Általában nagy tisztaságú ötvözettel vagy 6xxx sorozatú ötvözettel vannak bevonva, hogy nagymértékben ellenálljanak a korróziónak. Az Alloy 2024 talán a legszélesebb körben ismert repülőgép-ötvözet.
6xxx sorozat
A 6xxx sorozat sokoldalú, hőkezelhető, jól alakítható, hegeszthető és közepesen nagy szilárdságú, kiváló korrózióállósággal párosul. Az ebbe a sorozatba tartozó ötvözetek szilíciumot és magnéziumot tartalmaznak, hogy az ötvözetben magnézium-szilícidot képezzenek. A 6xxx sorozat extrudált termékei az első választás építészeti és szerkezeti alkalmazásokhoz. A 6061-es ötvözet a legszélesebb körben használt ötvözet ebben a sorozatban, és gyakran használják teherautó- és hajóvázakban. Ezenkívül néhány telefontok 6xxx sorozatú ötvözetből készült.
7xxx sorozat
Ennek a sorozatnak az elsődleges ötvözőanyaga a cink, és ha kisebb mennyiségben adjuk hozzá a magnéziumot, akkor hőkezelhető, nagyon nagy szilárdságú ötvözetet kapunk. Kis mennyiségben más elemek, például réz és króm is hozzáadható. A leggyakrabban ismert ötvözetek a 7050 és 7075, amelyeket széles körben használnak a repülőgépiparban.
Nem hőkezelhető ötvözetek
A nem hőkezelt ötvözetek hidegmegmunkálással erősödnek meg. A hidegmegmunkálás a hengerlési vagy kovácsolási eljárások során történik, és a fém „megmunkálása” az erősebbé tétele érdekében. Például, ha az alumíniumot vékonyabbra hengereljük, az megerősödik. A hideg megmunkálás ugyanis diszlokációkat, üresedéseket hoz létre a szerkezetben, ami aztán gátolja az atomok egymáshoz viszonyított mozgását. Ez növeli a fém szilárdságát. Az ötvöző elemek, mint a magnézium, erősítik ezt a hatást, ami még nagyobb szilárdságot eredményez.
3xxx sorozat
A mangán a fő ötvözőelem ebben a sorozatban, gyakran kisebb mennyiségű magnézium hozzáadásával. A mangánnak azonban csak korlátozott százaléka adható hatékonyan az alumíniumhoz. A 3003 népszerű ötvözet általános használatra, mert közepes szilárdságú és jó megmunkálhatósággal rendelkezik, és olyan alkalmazásokban használható, mint a hőcserélők és főzőedények. A 3004-es ötvözetet és annak módosításait alumínium italos dobozok testében használják.
4xxx sorozat
A 4xxx sorozatú ötvözeteket szilíciummal kombinálják, amely elegendő mennyiségben adható hozzá az alumínium olvadáspontjának csökkentéséhez anélkül, hogy ridegséget okozna. Emiatt a 4xxx sorozat kiváló hegesztőhuzalokat és keményforrasztó ötvözeteket állít elő, ahol alacsonyabb olvadáspont szükséges. Az Alloy 4043 az egyik legszélesebb körben használt töltőötvözet a 6xxx sorozatú ötvözetek hegesztéséhez szerkezeti és autóipari alkalmazásokhoz.
5xxx sorozat
A magnézium az 5xxx sorozat elsődleges ötvözőanyaga, és az egyik leghatékonyabb és legszélesebb körben használt alumíniumötvöző elem. Az ebbe a sorozatba tartozó ötvözetek mérsékelttől nagy szilárdságúak, valamint jó hegeszthetőséget és korrózióállóságot mutatnak a tengeri környezetben. Emiatt az alumínium-magnézium ötvözeteket széles körben használják az építőiparban, tárolótartályokban, nyomástartó edényekben és tengeri alkalmazásokban. Példák az általános ötvözetfelhasználásra: 5052 az elektronikában, 5083 tengeri alkalmazásokban, eloxált 5005 lap építészeti alkalmazásokhoz és 5182 készíti az alumínium italosdoboz fedelét.
